YPbPr和YCbCr正解
色差分量接口的带宽
色差分量接口的带宽
色差分量接口（Component interface）是一种专业视频接口，用于传输逐行扫描或隔行扫描的视频信号。
它采用 YPbPr 和 YCbCr 两种标识，分别表示逐行扫描和隔行扫描色差输出。
色差分量接口一般利用 3 根信号线分别传送亮色（Y）和两路色差信号（Pb 和 Pr，或者 Cb 和 Cr）。
色差分量接口的带宽取决于所使用的标准。
以下是一些常见的色差分量接口带宽：
1. YPbPr（逐行扫描）：
- 标准定义：最高支持 1080p 分辨率（1920x1080）。
- 实际带宽：通常为 500MHz，最高可达 1GHz。
2. YCbCr（隔行扫描）：
- 标准定义：最高支持 720p 分辨率（1280x720）。
- 实际带宽：通常为 500MHz，最高可达 1GHz。
需要注意的是，这些带宽数据仅供参考，实际使用时可能因设备性能和信号处理技术而有所差异。
此外，色差分量接口的带宽与显示设备、显卡和传输线缆等硬件设施有关。
在搭建视频传输系统时，应确保所有部件都支持相应的带宽要求，以获得稳定的视频输出质量和分辨率。
各种视频接口的简介
4:3 15:9 5:4 16:10 4:3 16:10 16:9
SDI
Serial Digital Interface
※串行数字接口,把数据字的各个比特通过单一通道顺序传送的接口。 由于串行数字信号的数据率很高，在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒置 （NRZI）来代替早期的分组编码，其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267，标准包 括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。
VGA信号的特点： 1.信号质量可以与其他高清接口相媲美 2.支持多种分辨率格式 3.长度最好不超过10米，否则可能出现虚影
※举例：PC，LCD，投影机
常用设备：电脑
VGA
Video Graphics Array
1987年由IBM推出。具有分辨率高、显示速率快、色 彩丰富的特点。
管脚 1 2 3 4
DVI-I = DVI-A + DAV-D
C1 = Analog Red 模拟视频信号 三基色信号线中的 红 C2 = Analog Green 模拟视频信号 三基色信号线中的 绿 C3 = Analog Blue 模拟视频信号 三基色信号线中的 蓝 C4 = Analog H （ Horizontal ）sync 模拟视频信号 （水平扫描） 行同步信号 C5 = Analog Ground 模拟视频信号 地线 8 = Analog V （ Vertical ） sync 模拟视频信号 （垂直扫描） 场同步信号
USB的特点： 1.支持即插即用，热插拔 2.异步的文件拷贝（在传送P2文件时无损） 3.在PC领域应用广泛 4.价格低廉，使用方便
※举例：P2摄像机，电脑，移动硬盘
USB各版本区别版本最大传输速率速率称号最大输出电流协议推出时间： USB1.0：1.5Mbps(192KB/s)低速(Low-Speed)500mA…… 1996年1月 USB1.1：12Mbps(1.5MB/s)全速(Full-Speed)500mA…… 1998年9月 USB2.0：480Mbps(60MB/s)高速(High-Speed)500mA…… 2000年4月 USB3.0：5Gbps(640MB/s)超速(Super-Speed)900mA……2008年11月
视频输入输出常用接口详解（TV，AV,s端子,YCbCrYPbPr,DIV,HDMI）
视频输入输出常用接口详解（TV，AV,s端子,YCbCrYPbPr,DIV,HDMI）视频输入输出常用接口详解(TV，AV,s端子,YCbCr/YPbPr,DIV,HDMI)2009-07-31 17:51TV接口TV输入接口TV 接口又称RF射频输入，毫无疑问，这是在电视机上最早出现的接口。
TV接口的成像原理是将视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)相混合编码后输出，然后在显示设备内部进行一系列分离/ 解码的过程输出成像。
由于需要较多步骤进行视频、音视频混合编码，所以会导致信号互相干扰，所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。
AV接口AV接口又称（RCARCA）可以算是TV的改进型接口，外观方面有了很大不同。
分为了3条线，分别为：音频接口（红色与白色线，组成左右声道）和视频接口（黄色）。
AV输入接口与AV线由于AV输出仍然是将亮度与色度混合的视频信号，所以依旧需要显示设备进行亮度和色彩分离，并且解码才能成像。
这样的做法必然对画质会造成损失，所以AV接口的画质依然不能让人满意。
在连接方面非常的简单，只需将3种颜色的AV线与电视端的3种颜色的接口对应连接即可。
总体来说，AV接口实现了音频和视频的分离传输，在成像方面可以避免音频与视频互相干扰而导致的画质下降。
AV接口在电视与DVD连接中使用的比较广，是每台电视必备的接口之一。
S端子S端子可以说是AV端子的改革，在信号传输方面不再将色度与亮度混合输出，而是分离进行信号传输，所以我们又称它为“二分量视频接口”。
S端子接口与S端子线与AV 接口相比，S端子不在对色度与亮度混合传输，这样就避免了设备内信号干扰而产生的图像失真，能够有效的提高画质的清晰程度。
但S-Video仍要将色度与亮度两路信号混合为一路色度信号进行成像，所以说仍然存在着画质损失的情况。
虽然S端子不是最好的，不过一般情况下AV信号为 640线，S端子可达到1024线，但是这需要由片源来决定。
色差分量接口
目前市场上电视机接口现在电视机背后密密麻麻的接口，第一眼看过去让人眼花缭乱，有点晕的感觉。
电视机的接口从早期最常见的有线TV（RF）输入、AV接口、S端子、色差分量接口、VGA 接口、DVI接口、USB、1394接口等，到如今又出现了最尖端的HDMI数字高清接口。
我们知道，视频接口的发展是实现高清的前提。
高清电视需要配备相应的接口，才能完全发挥其高清的画质。
电视机接口的不断发展，除了是一个更新换代的过程以外，这些接口还是为了满足不同人群特别需求而进行的设计。
这里就电视机中各种常见的接口作一介绍，以便帮助不同人群根据自己的需求选用。
一、TV输入接口：TV接口又称RF射频输入，毫无疑问，这是在电视机上最早出现的接口。
TV接口的成像原理是将视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)相混合编码后输出，然后在显示设备内部进行一系列分离/解码的过程输出成像。
由于需要较多步骤进行视频、音视频混合编码，所以会导致信号互相干扰，所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。
二、AV接口（又称RCA）：AV接口可以算是TV输入的改进型接口，它与TV接口，在外观方面有了很大不同。
它分了三条线，分别为:音频接口(红色与白色线，组成左右声道)和视频接口(黄色)。
在连接方面非常简单，只需将3种颜色的AV线与电视端的3种颜色的接口对应连接即可。
由于AV输出仍然是将亮度与色度混合的视频信号，所以依旧需要显示设备进行亮度和色彩分离，并且解码才能成像。
这样的做法必然会对画质造成损失，所以AV接口的画质依然不能让人满意。
总体来说，AV接口实现了音频和视频的分离传输，在成像方面可以避免音频与视频互相干扰而导致的画质下降。
AV接口在电视与DVD连接中使用的比较广，是每台电视必备的接口之一。
三、S端子：S端子可以说是AV端子的改进，在信号传输方面不再将色度与亮度混合输出，而是分离进行信号传输，所以我们又称它为“二分量视频接口”。
与AV 接口相比，S端子不在对色度与亮度混合传输，这样就避免了设备内信号干扰而产生的图像失真，能够有效的提高画质的清晰程度。
VGA、DVI接口、AV端子、S端子、、YPbPr接口、YCbCr接口、HDMI接口USB接口
VGA输入接口：VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式，其工作原理：是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号，然后再输出到等离子成像，这样VGA信号在输入端(LED显示屏内) ，就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。
从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的，所以VGA 接口拥有许多的优点，如无串扰无电路合成分离损耗等。
YPbPr接口 :DVI输入接口：DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接，显示计算机的RGB信号。
DVI（Digital Visual Interface）数字显示接口，是由1998年9月，在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组（Digital Display Working Group简称DDWG），所制定的数字显示接口标准。
DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的图像。
标准视频输入（RCA）接口：也称AV 接口，通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口，它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接，使用时只需要将带莲花头的标准AV 线缆与相应接口连接起来即可。
AV接口实现了音频和视频的分离传输，这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降，但由于AV 接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号，仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像，这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失，色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。
AV还具有一定生命力，但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。
S视频输入：S-Video具体英文全称叫Separate Video，为了达到更好的视频效果，人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式，这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口)，Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送，也就是在AV接口的基础上将色度信号C 和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输，它出现并发展于上世纪90年代后期通常采用标准的4芯(不含音效) 或者扩展的7芯( 含音效)。
YIQ、YUV、YCrCb
YIQ、YUV、YCrCbYUV，是一种颜色编码方法。
YUV是编译true-color颜色空间（color space）的种类，Y'UV, YUV, YCbCr，YPbPr等专有名词都可以称为YUV，彼此有重叠。
“Y”表示明亮度（Luminance、Luma），“U”和“V”则是色度、浓度（Chrominance、Chroma），Y'UV, YUV, YCbCr, YPbPr 常常有些混用的情况，其中 YUV 和Y'UV 通常用来描述类比讯号，而相反的 YCbCr 与 YPbPr 则是用来描述数位的影像讯号，例如在一些压缩格式内 MPEG、JPEG 中，但在现今，YUV 通常已经在电脑系统上广泛使用。
YUV Formats分成两个格式:紧缩格式（packed formats）：将Y、U、V值储存成Macro Pixels阵列，和RGB的存放方式类似。
平面格式（planar formats）：将Y、U、V的三个份量分别存放在不同的矩阵中。
yuv色彩模型来源于RGB模型，该模型的特点是将亮度和色度分离开，从而适合于图像处理领域。
应用：basic color model used in analogue color TV broadcasting.YCbCr模型来源于yuv模型。
YCbCr is a scaled and offset versionof the YUV color space.应用：数字视频，ITU-R BT.601 recommendationYCbCr的 Y 與 YUV 中的Y含義一致，Cb 和Cr 與UV同樣都指色彩，Cb指藍色色度，Cr指紅色色度，在應用上很廣泛。
Y'PbPr是为了满足高质量视频传输而设计的色彩分量形式及接口形式，采用并行传输的方式。
PbPr也是由B'-Y'及R'-Y'经过限幅得到的，目前，这种接口多见于模拟分量录像机、高清摄录一体机及DVD播放机等。
音视频输入输出信号格式与接口
音视频输入\输出信号格式与接口一、视频信号类型及接口我们在《音视频系统工程基础》课程中已经对音视频系统中各类常见信号接口的知识进行了学习，接下来，我们对各类信号，尤其是视频信号进行比较分析。
在实际的工程技术中，随着视频清晰度的不断提高，从早期的RF信号开始，经历了AV、S-video、YCbCr\YPbPr、VGA、DVI、HDMI等各种信号类型。
1. RF：电视机上的TV接口又称RF射频输入接口，这是最早在电视机上出现的接口，用于接收从天线接收到的电视信号，目前在有线电视领域也是一个常用的接口。
RF信号是视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)混合编码生成的一种高频调制信号(RF)，采用同轴电缆传输，由于音视频信号之间相互干扰较大，它的视频清晰度是视频信号中最低的，但采用75Ω阻抗的线材减少了阻抗不匹配和信号反射对于图像的影响，适合于长距离传输。
2. Video：这类接口通常与音频接口（Audio）一起称为AV接口，又称RCA 接口（俗称莲花头），AV信号是对RF信号的改进，也是最常见的音视频连接方式。
一般来说，传输AV信号用三根信号线，传输Video信号的线头接口用黄色表示，音频信号分为左右声道分别用红色和白色表示。
AV信号的改进之处在于将视频信号和音频信号分离传输，在成像方面很大程度避免了视频与音频相互干扰对画质的影响，但由于Video信号依旧是将亮度信号和色度信号进行混合传输，因此，也称Composite复合视频端口，需要在终端显示设备上需要进行对亮度和色度的分离，色度、亮度的相互干扰以及分离过程造成的信号损失使得画面并不是特别出色，水平清晰度在300电视线左右。
目前，AV接口广泛用于电视与DVD连接，也是每台电视必备的接口之一。
3. S-video：称为S端子，是Super-Video(超级视频信号)或Separate-Video(分离视频信号)的简称。
S-video接口分别用两条75欧的同轴电缆传输模拟视频信号，一条电缆传送亮度信号，另一条电缆传送色度信号。
YCbCr与YPbPr是什么关系呢？
YCbCr与YPbPr是什么关系呢？关于分量接口的问题一再被网友提起，尽管过去已经有过多次的讨论。
问题的关键在于分量接口的标识一再被一些厂商误用，导致普通消费者在判别上的糊涂和混淆。
一、目前市场的现状目前市场上大致有三种表示方法：1、隔行分量端子和逐行分量端子分开设置。
在这种情况下，根据说明书，用YCbCr表示隔行分量端子，用YPbPr表示逐行分量端子。
2、隔行分量端子和逐行分量端子共用，端子标识为YPbPr/YCbCr，根据说明书，无论隔行分量信号还是逐行分量信号都是从这个端口输处（输入）。
3、隔行分量端子和逐行分量端子共用，端子标识为YPbPr。
根据说明书，无论隔行分量还是逐行分量都是从此端口输出（输入）。
以上的标识中只有第三种情况是正确的，1和2都是错误的。
但是为什么厂商会犯这样的错误，而且还在继续呢？我们将分析造成这种错误的原因，为了理解的方便，我们先简要介绍一下数字电视的色彩空间。
二、数字电视的色彩空间数字电视的色彩空间和计算机不同，不是RGB空间，而是采用一个亮度信号(Y)和两个色差信号(R-Y、B-Y)的YUV空间或者叫YCbCr空间。
数字电视采用YUV(YCbCr)色彩空间的原因主要就是为了减少数据储存空间和数据传输带宽，同时又能非常方便的兼容黑白电视(R-Y和B-Y信号为零)。
YUV(YCbCr)空间和RGB空间可以相互转换，转换公式如下：Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 BCb = - 0.1687 R - 0.3313 G + 0.5 B + 128Cr = 0.5 R - 0.4187 G - 0.0813 B + 128反过来也可以：R = Y + 1.402 (Cr-128)G = Y - 0.34414 (Cb-128) - 0.71414 (Cr-128)B = Y + 1.772 (Cb-128)从以上可以看出，整个YUV(YCbCr)色彩空间并没有涉及到YPbPr。
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YPbPr和YCbCr正解2009-09-17 00:36Usage of the terms YUV, YPbPr, YCbCrThe broadcast and electronics industries have not been very precise in the use of the component interface terminology. Many people use the term "YUV" to mean YPbPr or YCbCr and several other standardized color component interfaces like YIQ, and YCC. Unfortunately, even many textbooks have confused usage of these terms. "YUV" is just easier to say and remember than YPbPr or YCbCr.To avoid confusion Techwell marketing standardized the usage of the terminology in our datasheets. YPbPr is used when discussing the three-wire analog video component interface EIA-770. The terminology YCbCr is used when discussing ITU-601 or ITU-656 digital interfaces.YPbPr = analog component interface color space, (EIA-770.2-a SMPTE-240M and others)YCbCr = digital component interface, (ITU-601, ITU-656, (formerly CCIR-601, CCIR-656))YPbPr and YCbCr are not different color spaces. They where intended to be the analog and digital representations of the same color space. ITU 601 (formerly called CCIR-601) defines an 8-bit DIGITAL 2'scompliment coding for component video called YCbCr. The offsets and some scale factors specified in the definition are integer numbers with exact 8-bit binary equivalents. The offsets and scaling factors are specified to prevent digital overflows of the 8-bit integer numbers. YCbCr is used when describing our 601 and 656 DIGITAL interfaces. Other datasheets may use YUV, YPbPr or other labels for the same interface.CCIR Rec. 709 and EIA-770.2-A defines the YPbPr analog interface for HDTV. Most HDTV and DVD consumer electronics equipment now use terminology "YPbPr" for the 3-wire analog video interconnect. The offsets and scaling factors are specified to prevent saturation of the amplifiers of the analog signals. These are the analog interfaces that the TW99 and TW88 is intended to interface with. Other datasheets may use YUV, YCbCr, or other labels for the same interface.Technically “YUV” applies to the correct scaling of the color difference signals when they are to be modulated and output as a composite (one pin) video signal. At this time it is rare to see an analog three-wire interface with color difference signals scaled to the YUV convention available on outside of an integrated circuit. However the colloquial usethe term “YUV” persists along with the confusion between YCbCr and YPbPr. The order of the terms YCbCr and YPbPr are also “normally” reversed to YCrCb and YPrPb as any quick search on the Internet will reveal.视频的色彩信息通过线性化的（三原色）红、绿及蓝(RGB)分量获取。
由于CRT 显示技术的限制，此类基本的色彩信息需要采用非线性的形式（即所谓的伽玛矫正[gamma-corrected color]）进行处理。
为了区分真RGB以及非线性的伽玛修正RGB，人们采用了R'G'B'。
由于全部三个信号需求较大带宽，因此传统的消费视频无法使用R'G'B'。
为了降低带宽、成本，并解决延迟及现今的运行功耗等问题，R'G'B'信号在算法上进行了处理，从而造就了不同形式的视频信号。
最为重要的信号是亮度（brightness，或称之为光亮度[luminance]）。
国际照明委员会(CIE)所规定的真实亮度(Y)的解析度应通过线性化的RGB得到。
由于在RGB中加入了非线性的成分(Gamma)，亮度将无法保持真实性。
因此，针对所有的视频系统，人们采用了光亮度（luma Y'）并在技术上严格的定义。
类似的，由于采用了非线性化的R'G'B'术语，色浓度(chroma，C')的称谓也取代了原本的色度(chrominance)——亦称为色彩信息，由色调及饱和度组成。
色彩所具有的不同信号P'B、P'R、R' – Y'以及B' – Y'同样参照此方式表示非线性化的伽玛修正信号。
其它的术语包括了U、V、I以及Q，但一般不作标刻记号，因为此类术语仅作为数学方程式的符号而没有用于 CIE色彩空间。
尽管如此，仍然有观点认为这些术语也应具有标刻记号，因为它们同样基于非线性化的元素。
图1所示的简化RGB信号流展示了此类视频术语创建的方式，但忽略了某些元素，例如同步信息。
图1 –消费接口的通用RGB视频信号流图1 –消费接口的通用RGB视频信号流模拟视频传输——CVBS及S-Video最初的NTSC及PAL系统所采用的单线传输系统通常称为合成视频基带信号，即CVBS。
一般来说，此类系统的带宽限制低于6MHz。
但需要注意，SMPTE（运动图像及电视工程师协会）的170M标准在技术上并没有以任何方式对亮度通道的带宽进行限制，仅是针对色度或色彩不同的信号进行了限制。
尽管如此，由于射频传输的需要，绝大多数系统还是把带宽限制在4.2MHz。
CVBS信号最为重要的电压电平需求包括了-40 IRE（–286mV用于NTSC以及–300mV用于PAL）同步信号以及+100 IRE（714mV用于NTSC以及700mV用于PAL）视频信号。
此类电平可在标准间细微的变化，但其所示的值仍分别代表了此类信号的一般电压。
事实上CVBS信号在这个140 IRE的区间，具有75%的色彩饱和度。
但是，许多人都忽略了色彩可达到100%的饱和度。
从而使得CVBS信号有可能达到的值分别为 NTSC：286mV + 935mV =1.221Vpp，PAL：300mV + 933.5mV = 1.2335Vpp。
该电压值高于其它标准的视频信号，一旦忽略，将有可能导致潜在的视频信号削波失真。
CVBS信号最大的问题之一在于亮度与色度信号的组合。
由于此类信号可能占据相同的频谱，因此，很难将信号彼此分离却不显露人为处理的痕迹。
这就是存在众多相异的视频解码（其专业术语诸如2D、3D、3D自适应等）的梳状滤波器。
但即使是采取了诸如此类的技术，在试图分离两个视频信号时，人为处理的痕迹仍然有可能，或是确实存在。
消除此问题的最好办法是在最开始就不将亮度信号与色度信号合并。
S-Video正是如此，且可生成比CVBS更优良的图像。
S-Video的带宽与CVBS极为相似，通常低于6MHz。
使用S-Video的唯一缺点是必须采用两条传输线。
模拟视频传输——分量视频为了在S-Video的基础上进行改良，分量视频出现了，免除了对色度信号的调制，从而最终减少了误差。
分量模拟视频保持了重要的一致亮度(Y') 信息，但却分别保存了色彩差异的信息。
P'B是蓝色的色彩差异信号，而非原先用于数字域色彩差异的C'B 。
类似的，P'R是红色的色彩差异信号，而C'R则是数字域中红色的差异。
分量视频亮度的1Vpp电压幅度需求在本质上于与CVBS亮度相同。
亮度同步信息为 -300mV信号，视频信息为700mV信号，在同步信号电平之上。
色彩差异信号可支持700mVpp，其同步信息处于电压范围的中点，而非亮度的底端。